見た目変化に強い長期メートル法視覚自己位置推定のためのマッチング可能な画像変換の学習
Learning Matchable Image Transformations for Long-term Metric Visual Localization
照明や天候の変化に頑健なRGB→グレースケール変換を特徴マッチ数最大化で学習し、単一経験の自己位置推定パイプラインの前処理として用いることで昼夜をまたぐ長期測位を実現した。
著者: Lee Clement, Mona Gridseth, Justin Tomasi, Jonathan Kelly
分類: cs.CV, cs.LG, cs.RO
原文アブストラクト
Long-term metric self-localization is an essential capability of autonomous mobile robots, but remains challenging for vision-based systems due to appearance changes caused by lighting, weather, or seasonal variations. While experience-based mapping has proven to be an effective technique for bridging the `appearance gap,' the number of experiences required for reliable metric localization over days or months can be very large, and methods for reducing the necessary number of experiences are needed for this approach to scale. Taking inspiration from color constancy theory, we learn a nonlinear RGB-to-grayscale mapping that explicitly maximizes the number of inlier feature matches for images captured under different lighting and weather conditions, and use it as a pre-processing step in a conventional single-experience localization pipeline to improve its robustness to appearance change. We train this mapping by approximating the target non-differentiable localization pipeline with a deep neural network, and find that incorporating a learned low-dimensional context feature can further improve cross-appearance feature matching. Using synthetic and real-world datasets, we demonstrate substantial improvements in localization performance across day-night cycles, enabling continuous metric localization over a 30-hour period using a single mapping experience, and allowing experience-based localization to scale to long deployments with dramatically reduced data requirements.
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